ఎపిటాక్సీ అంటే ఏమిటి?

చాలామంది ఇంజనీర్లకు పరిచయం లేదుఎపిటాక్సీ, ఇది సెమీకండక్టర్ పరికర తయారీలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది.ఎపిటాక్సీవివిధ చిప్ ఉత్పత్తులలో ఉపయోగించవచ్చు మరియు వివిధ ఉత్పత్తులు వివిధ రకాల ఎపిటాక్సీని కలిగి ఉంటాయిసి ఎపిటాక్సీ, SiC ఎపిటాక్సీ, GaN ఎపిటాక్సీ, మొదలైనవి

ఎపిటాక్సీ అంటే ఏమిటి?
Epitaxy తరచుగా ఆంగ్లంలో "Epitaxy" అని పిలుస్తారు. ఈ పదం గ్రీకు పదాలు "ఎపి" (అంటే "పైన") మరియు "టాక్సీలు" (అంటే "అమరిక") నుండి వచ్చింది. పేరు సూచించినట్లుగా, ఒక వస్తువు పైన చక్కగా అమర్చడం అని అర్థం. ఎపిటాక్సీ ప్రక్రియ అనేది ఒకే క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై సన్నని సింగిల్ క్రిస్టల్ పొరను జమ చేయడం. కొత్తగా జమ చేయబడిన ఈ సింగిల్ క్రిస్టల్ పొరను ఎపిటాక్సియల్ పొర అంటారు.

ఎపిటాక్సీలో రెండు ప్రధాన రకాలు ఉన్నాయి: హోమోపిటాక్సియల్ మరియు హెటెరోపిటాక్సియల్. హోమోపిటాక్సియల్ అనేది ఒకే రకమైన ఉపరితలంపై ఒకే పదార్థాన్ని పెంచడాన్ని సూచిస్తుంది. ఎపిటాక్సియల్ లేయర్ మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ సరిగ్గా ఒకే లాటిస్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి. హెటెరోపిటాక్సీ అనేది ఒక పదార్థం యొక్క ఉపరితలంపై మరొక పదార్థం యొక్క పెరుగుదల. ఈ సందర్భంలో, ఎపిటాక్సియల్‌గా పెరిగిన క్రిస్టల్ లేయర్ మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క జాలక నిర్మాణం భిన్నంగా ఉండవచ్చు. సింగిల్ క్రిస్టల్స్ మరియు పాలీక్రిస్టలైన్ అంటే ఏమిటి?
సెమీకండక్టర్లలో, మేము తరచుగా సింగిల్ క్రిస్టల్ సిలికాన్ మరియు పాలీక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ అనే పదాలను వింటూ ఉంటాము. కొన్ని సిలికాన్‌లను సింగిల్ క్రిస్టల్స్ అని మరియు కొన్ని సిలికాన్‌లను పాలీక్రిస్టలైన్ అని ఎందుకు పిలుస్తారు?

సింగిల్ క్రిస్టల్: లాటిస్ అమరిక నిరంతరంగా మరియు మారదు, ధాన్యం సరిహద్దులు లేకుండా, అంటే, మొత్తం క్రిస్టల్ స్థిరమైన క్రిస్టల్ ఓరియంటేషన్‌తో ఒకే లాటిస్‌తో కూడి ఉంటుంది. పాలీక్రిస్టలైన్: పాలీక్రిస్టలైన్ అనేక చిన్న ధాన్యాలతో కూడి ఉంటుంది, వీటిలో ప్రతి ఒక్కటి ఒకే స్ఫటికం మరియు వాటి ధోరణులు ఒకదానికొకటి సంబంధించి యాదృచ్ఛికంగా ఉంటాయి. ఈ గింజలు ధాన్యం సరిహద్దులతో వేరు చేయబడతాయి. పాలీక్రిస్టలైన్ పదార్థాల ఉత్పత్తి వ్యయం సింగిల్ స్ఫటికాల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి అవి ఇప్పటికీ కొన్ని అనువర్తనాల్లో ఉపయోగకరంగా ఉంటాయి. ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియ ఎక్కడ ఉంటుంది?
సిలికాన్ ఆధారిత ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల తయారీలో, ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై స్వచ్ఛమైన మరియు చక్కగా నియంత్రించబడిన సిలికాన్ పొరను పెంచడానికి సిలికాన్ ఎపిటాక్సీ ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది అధునాతన ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల తయారీకి చాలా ముఖ్యమైనది. అదనంగా, పవర్ పరికరాలలో, SiC మరియు GaN అనేది అద్భుతమైన పవర్ హ్యాండ్లింగ్ సామర్థ్యాలతో సాధారణంగా ఉపయోగించే రెండు విస్తృత బ్యాండ్‌గ్యాప్ సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు. ఈ పదార్థాలు సాధారణంగా ఎపిటాక్సీ ద్వారా సిలికాన్ లేదా ఇతర ఉపరితలాలపై పెరుగుతాయి. క్వాంటం కమ్యూనికేషన్‌లో, సెమీకండక్టర్-ఆధారిత క్వాంటం బిట్స్ సాధారణంగా సిలికాన్ జెర్మేనియం ఎపిటాక్సియల్ నిర్మాణాలను ఉపయోగిస్తాయి. మొదలైనవి

ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల పద్ధతులు?

సాధారణంగా ఉపయోగించే మూడు సెమీకండక్టర్ ఎపిటాక్సీ పద్ధతులు:

మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ (MBE): మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ) అనేది అల్ట్రా-హై వాక్యూమ్ పరిస్థితుల్లో నిర్వహించబడే సెమీకండక్టర్ ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ టెక్నాలజీ. ఈ సాంకేతికతలో, మూల పదార్థం అణువులు లేదా పరమాణు కిరణాల రూపంలో ఆవిరైపోతుంది మరియు తరువాత స్ఫటికాకార ఉపరితలంపై జమ చేయబడుతుంది. MBE అనేది చాలా ఖచ్చితమైన మరియు నియంత్రించదగిన సెమీకండక్టర్ థిన్ ఫిల్మ్ గ్రోత్ టెక్నాలజీ, ఇది పరమాణు స్థాయిలో డిపాజిట్ చేయబడిన పదార్థం యొక్క మందాన్ని ఖచ్చితంగా నియంత్రించగలదు.

మెటల్ ఆర్గానిక్ CVD (MOCVD): MOCVD ప్రక్రియలో, సేంద్రీయ లోహాలు మరియు అవసరమైన మూలకాలను కలిగి ఉన్న హైడ్రైడ్ వాయువులు తగిన ఉష్ణోగ్రత వద్ద సబ్‌స్ట్రేట్‌కు సరఫరా చేయబడతాయి మరియు అవసరమైన సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు రసాయన ప్రతిచర్యల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి మరియు ఉపరితలంపై జమ చేయబడతాయి, మిగిలినవి సమ్మేళనాలు మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులు విడుదల చేయబడతాయి.

ఆవిరి దశ ఎపిటాక్సీ (VPE): ఆవిరి దశ ఎపిటాక్సీ అనేది సెమీకండక్టర్ పరికరాల ఉత్పత్తిలో సాధారణంగా ఉపయోగించే ఒక ముఖ్యమైన సాంకేతికత. ఒక పదార్ధం లేదా సమ్మేళనం యొక్క ఆవిరిని క్యారియర్ గ్యాస్‌లో రవాణా చేయడం మరియు రసాయన ప్రతిచర్యల ద్వారా ఉపరితలంపై స్ఫటికాలను జమ చేయడం దీని ప్రాథమిక సూత్రం.